光伏太阳跟踪系统论文和设计-李科庆

全文摘要

本实用新型提供了一种光伏太阳跟踪系统，包括多个光伏太阳跟踪装置、至少一个连接部件及驱动部件：光伏太阳跟踪装置包括底部固定设置有主轴的电池板固定部件、传动部件及至少一个设置有轴承的立柱，主轴设置于轴承内部，可通过传动部件获取动力并在轴承内部旋转移动；多个光伏太阳跟踪装置的传动部件通过连接部件相互连接并可传输动力；驱动部件与任一光伏太阳跟踪装置的传动部件连接并可输出动力。该光伏太阳跟踪系统具有多个光伏太阳跟踪装置，只需在其中一个设置驱动部件，通过连接部件将动力传输至其余光伏太阳跟踪装置，从而实现了光伏系统整体的太阳光入射角度的跟踪，在简化驱动结构的同时提高了场地适应性，降低了生产及维护成本。

主设计要求

1.一种光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述光伏太阳跟踪系统包括多个光伏太阳跟踪装置(100)、至少一个连接部件(200)及驱动部件(300)，其中：所述光伏太阳跟踪装置(100)包括底部固定设置有主轴(111)的电池板固定部件(110)、传动部件(120)及至少一个设置有轴承(131)的立柱(130)，所述主轴(111)设置于所述轴承(131)内部，可通过所述传动部件(120)获取动力并在所述轴承(131)内部旋转移动；多个所述光伏太阳跟踪装置(100)的传动部件(120)通过所述连接部件(200)相互连接并可传输动力；所述驱动部件(300)与任一所述光伏太阳跟踪装置(100)的传动部件(120)连接并可输出动力。

设计方案

1.一种光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述光伏太阳跟踪系统包括多个光伏太阳跟踪装置(100)、至少一个连接部件(200)及驱动部件(300)，其中：

所述光伏太阳跟踪装置(100)包括底部固定设置有主轴(111)的电池板固定部件(110)、传动部件(120)及至少一个设置有轴承(131)的立柱(130)，所述主轴(111)设置于所述轴承(131)内部，可通过所述传动部件(120)获取动力并在所述轴承(131)内部旋转移动；

多个所述光伏太阳跟踪装置(100)的传动部件(120)通过所述连接部件(200)相互连接并可传输动力；

所述驱动部件(300)与任一所述光伏太阳跟踪装置(100)的传动部件(120)连接并可输出动力。

2.如权利要求1所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述传动部件(120)包括减速机(121)、轮盘(122)及齿盘(123)，其中：

所述减速机(121)与所述轮盘(122)固定连接，所述轮盘(122)与所述齿盘(123)啮合连接，所述减速机(121)通过所述轮盘(122)传输动力至齿盘(123)，所述齿盘(123)与所述主轴(111)固定连接并可带动所述主轴(111)旋转移动。

3.如权利要求2所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，任一所述立柱(130)还设置有固定平台(133)，所述减速机(121)固定设置于所述固定平台(133)。

4.如权利要求2所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述齿盘(123)啮合区域的两端设置有限位凸台。

5.如权利要求1所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述光伏太阳跟踪装置(100)包括两个所述立柱(130)，两个所述立柱(130)沿所述主轴(111)平行设置。

6.如权利要求5所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述立柱(130)为具有两个支脚(132)的A字形立柱，所述轴承(131)设置于两个所述支脚(132)顶端的连接处。

7.如权利要求6所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述光伏太阳跟踪系统还包括多块混凝土基础(400)，所述A字形立柱(130)的两个支脚(132)分别与相邻的光伏太阳跟踪装置(100)共用同一混凝土基础(400)。

8.如权利要求7所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，设置于屋面墙体侧的所述混凝土基础(400)与所述墙体固定连接。

9.如权利要求1所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述连接部件(200)为连接旋转杆，所述连接旋转杆之间通过万向节连接并可传输动力。

10.如权利要求9所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述万向节还设置有换向齿轮，沿太阳照射方向纵向相邻的两个所述万向节通过换向齿轮及旋转连接杆连接并可传输动力。

11.如权利要求2所述的光伏太阳跟踪系统，其特征在于，所述减速机(121)为蜗轮蜗杆减速机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏组件系统运营维护领域，特别是涉及一种光伏太阳跟踪系统。

背景技术

随着清洁能源的发展，光伏组件获得了越来越多的应用，作为将太阳能转换为电能的核心部件，光伏组件的安装摆放十分重要。在光伏发电系统中，为了提升光电转换能力，光伏组件一般都是面向阳光方向放置于固定支架上。

由于光伏发电的发电效率受到太阳光照射角度的影响较大，因而使得太阳能电池板的朝向随阳光照射角度移动可以有效的提升太阳能电池板的光电转换效率。现有的跟踪装置一般是在各个太阳能电池板支架处设置驱动机构来改变电池板朝向，以跟踪阳光照射角度。但是由于光伏跟踪装置的组件众多，各电池板均设置驱动机构单独跟踪太阳对于大规模光伏组件的铺设来说，不仅成本较高且故障率较高，不利于光伏发电项目的推广利用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光伏太阳跟踪系统，用以使太阳能光伏系统可以朝向一致的跟踪阳光入射角度，提升光伏系统整体的光电转换效率，所述光伏太阳跟踪系统包括多个光伏太阳跟踪装置、至少一个连接部件及驱动部件，其中：

所述光伏太阳跟踪装置包括底部固定设置有主轴的电池板固定部件、传动部件及至少一个设置有轴承的立柱，所述主轴设置于所述轴承内部，可通过所述传动部件获取动力并在所述轴承内部旋转移动；

多个所述光伏太阳跟踪装置的传动部件通过所述连接部件相互连接并可传输动力；

所述驱动部件与任一所述光伏太阳跟踪装置的传动部件连接并可输出动力。

具体实施中，所述传动部件包括减速机、轮盘及齿盘，其中：

所述减速机与所述轮盘固定连接，所述轮盘与所述齿盘啮合连接，所述减速机通过所述轮盘传输动力至齿盘，所述齿盘与所述主轴固定连接并可带动所述主轴旋转移动。

具体实施中，任一所述立柱还设置有固定平台，所述减速机固定设置于所述固定平台。

具体实施中，所述齿盘啮合区域的两端设置有限位凸台。

具体实施中，所述光伏太阳跟踪装置包括两个所述立柱，两个所述立柱沿所述主轴平行设置。

具体实施中，所述立柱为具有两个支脚的A字形立柱，所述轴承设置于两个所述支脚顶端的连接处。

具体实施中，所述光伏太阳跟踪系统还包括多块混凝土基础，所述A字形立柱的两个支脚分别与相邻的光伏太阳跟踪装置共用同一混凝土基础。

具体实施中，设置于屋面墙体侧的所述混凝土基础与所述墙体固定连接。

具体实施中，所述连接部件为连接旋转杆，所述连接旋转杆之间通过万向节连接并可传输动力。

具体实施中，所述万向节还设置有换向齿轮，沿太阳照射方向纵向相邻的两个所述万向节通过换向齿轮及旋转连接杆连接并可传输动力。

具体实施中，所述减速机为蜗轮蜗杆减速机。

本实用新型提供的光伏太阳跟踪系统，由多个光伏太阳跟踪装置、驱动部件及连接部件构成，光伏太阳跟踪装置的电池板固定部件底部设置有主轴，主轴可在立柱的轴承内旋转移动，传动部件则可以移动主轴旋转，各光伏太阳跟踪装置的传动部件通过连接部件连接且可传输动力；驱动部件设置于多个光伏太阳跟踪装置中的一个，可向传动部件输出动力。该光伏太阳跟踪系统具有多个光伏太阳跟踪装置，只需在其中一个设置驱动部件，通过连接部件将动力传输至其余光伏太阳跟踪装置，从而实现了光伏系统整体的太阳光入射角度的跟踪，在简化驱动结构的同时大幅度的降低了生产及维护成本。此外，当大风工况下，太阳跟踪装置还可进行避风动作，即将组件放平，使组件仅受负风吸力，减轻该系统对基础的依赖。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本实用新型一个具体实施方式中光伏太阳跟踪系统的整体结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施方式中光伏太阳跟踪装置的背部结构示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施方式中驱动部件及传动部件的侧面结构示意图；

图4是根据本实用新型一个具体实施方式中传动部件的侧面结构示意图；

图5是根据本实用新型一个具体实施方式中连接部件及万向节的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性具体实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2及图3所示，本实用新型提供了一种光伏太阳跟踪系统，用以使太阳能光伏系统可以朝向一致的跟踪阳光入射角度，提升光伏系统整体的光电转换效率，所述光伏太阳跟踪系统包括多个光伏太阳跟踪装置100、至少一个连接部件200及驱动部件300，其中：

所述光伏太阳跟踪装置100包括底部固定设置有主轴111的电池板固定部件110、传动部件120及至少一个设置有轴承131的立柱130，所述主轴111设置于所述轴承131内部，可通过所述传动部件120获取动力并在所述轴承131内部旋转移动；

多个所述光伏太阳跟踪装置100的传动部件120通过所述连接部件200相互连接并可传输动力；

所述驱动部件300与任一所述光伏太阳跟踪装置100的传动部件120连接并可输出动力。

本实用新型中光伏太阳跟踪系统的工作原理为：驱动部件300与该系统中任意一个太阳跟踪装置的传动部件120连接并输出动力，各光伏太阳跟踪装置100的传动部件120之间通过连接部件200连接，在其中一个传动部件120通过驱动部件300获取动力后，还可通过连接部件200向未连接驱动部件300的传动部件120传输动力，从而达到联动的效果；各光伏太阳跟踪装置100的传动部件120在获得动力后可扭转主轴111在轴承131内旋转移动，带动电池板固定部件110及电池板的旋转移动，使得电池板可以左右摆动，即跟踪太阳光的入射角度，从而提升光电转换效率。

具体实施中，传动部件120的选用可以有多种实施方案。例如，如图2、图3及图4所示，由于传动部件120用于获取连接部件200或是驱动部件300提供的动力并利用所述动力扭转主轴111，而太阳能电池板固定部件110及太阳能电池板的质量较大，需要较大的扭转力才能使其旋转移动，因而传动部件120向主轴111传送动力时需要在降速的同时提高输出扭矩，以带动电池板旋转移动，具体的，所述传动部件120可以包括减速机121、轮盘122及齿盘123，其中：所述减速机121与所述轮盘122固定连接，所述轮盘122与所述齿盘123啮合连接，所述减速机121可以通过所述轮盘122传输动力至齿盘123，所述齿盘123与所述主轴111固定连接并可带动所述主轴111旋转移动。实施中，减速机121作为一级减速部件，而轮盘122与齿盘123则作为第二级减速部件，可以进一步的实现减速增矩的效果，及降低转子对所述立柱130的作用点，以便更好的带动主轴111及太阳能电池板固定部件110旋转移动。

具体实施中，如图2、图3及图4所示，由于减速机121在光伏太阳跟踪系统中起到降速及提升扭矩的作用，其在工作中的稳定性十分重要，因而任一所述立柱130还可以设置有用于固定减速机121的固定平台133，所述减速机121固定设置于所述固定平台133。具体的，固定平台133上可以设置有螺孔，减速机121可以通过螺栓固定于螺孔，驱动部件300可以与减速机121固定连接并通过联轴器向减速机121传输动力，轮盘122则与蜗杆固定连接。

具体实施中，由于在工作中各光伏太阳跟踪装置100通过连接部件200联动，如果任一光伏太阳跟踪装置100的齿盘123在旋转移动中超出行程，则可能会对整个系统的传动造成影响，因而齿盘123的轮缘啮合区域的两端还可以设置有限位装置。限位装置的设置可以有多种实施方案。例如，所述齿盘123啮合区域的两端可以设置有限位凸台。进一步的，该限位凸台可以与齿盘123一体设置，只需要在齿盘123啮合区域的两端设置凸起状的凸台便可以起到限位作用，防止轮盘122进入齿盘123的非可啮合区域。限位凸台的设置结构精妙、易于实现且可以大幅度降低生产成本及维系成本，其只需在齿盘123啮合区域的两端适当凸起，不设置限位开关便可以达到每个光伏太阳跟踪装置100都具有机械限位的效果。

具体实施中，立柱130数量的设置可以有多种实施方案。例如，如图2所示，虽然立柱130的数量越多，太阳能电池板的固定越稳固，但是综合考虑成本及保证光伏太阳跟踪装置100的稳定性，所述光伏太阳跟踪装置100可以包括两个所述立柱130，两个所述立柱130沿所述主轴111平行设置。进一步的，由于太阳能电池板需要面向阳光入射方向以提升光电转换效率，因而两个所述立柱130可以前低后高设置，即沿阳光入射方向的第一个立柱130的高度低于第二个立柱130的高度。而所述固定平台133则可以设置于沿阳光入射方向的第二个立柱130，即设置于电池板下方的后侧。

具体实施中，立柱130形状的设置可以有多种实施方案。例如，如图2所示，为了保证立柱130的稳定性，所述立柱130可以为具有两个支脚132的A字形立柱，所述轴承131设置于两个所述支脚132顶端的连接处。进一步的，两个支脚132的中间连接设置有用于提升稳定性的横梁，固定平台133则可以设置于该横梁处。

具体实施中，在屋顶安装的光伏太阳跟踪系统动态工作起来承受的风力大大增加，系统可靠性较难保证，如要克服系统受到的风力就需要足够的基础自身重量来克服，而屋顶的承重能力则非常有限，依靠大重量的基础自重来保证自身系统稳固屋面将无法承受。因而如图1所示，所述光伏太阳跟踪系统还可以包括多块混凝土基础400，所述A字形立柱的两个支脚132分别与相邻的光伏太阳跟踪装置100共用同一混凝土基础400，即通过混凝土基础400将相邻的两个光伏太阳跟踪装置100联结设置。实施中，采用具有双支脚132的立柱支撑轴承131，双支脚132安装横梁可以形成三角形稳定结构，双支脚132分别立于两个混凝土基础400之上，通过混凝土基础400于联结横向相邻的光伏太阳跟踪装置100，将整个光伏太阳跟踪系统连接成为整体，系统四周的混凝土基础400则可以与建筑体屋面的墙体进行联结，达到光伏系统放置在屋面后不对屋面防水层进行破坏的效果。同时，当光伏太阳跟踪系统受风时不会受水平分力产生滑移倾覆，且当大风工况条件下，光伏太阳跟踪系统可进行避风动作将组件平放，系统仅受负风吸力，此时较小的混凝土基础400自重即可抵消风吸力。

具体实施中，混凝土基础400的形状在设置时可以有多种实施方案。例如，如图1、图2所示，混凝土基础400可以为条形混凝土基础，条形混凝土基础的两端分别固定相邻两个跟踪装置的支脚132，其既起到了固定的作用，同时面积较小，降低了屋面的负担。

具体实施中，连接部件200的选用可以有多种实施方案。例如，如图1、图5所示，所述连接部件200为连接旋转杆，所述连接旋转杆之间通过万向节连接并可传输动力。实际应用中屋顶场地多为非正交南北朝向多边形场地，且屋面多为异形，利用旋转传动方式传导动力并加万向节调节方向，可实现任意异形场地的联动，各跟踪装置可以不平齐安装，大幅度的提升了光伏太阳跟踪系统的场地适应性。

具体实施中，跟踪系统不仅需要在横向(垂直于太阳照射方向)上传导动力，还需在纵向(沿太阳照射方向)上传导动力，因而如图5所示，所述万向节还可以设置有用于将动力传导至多方向的换向齿轮，沿太阳照射方向纵向相邻的两个所述万向节通过换向齿轮及旋转连接杆连接并可传输动力。于多方向传导动力的换向齿轮，可以为不平齐的跟踪系统传导动力，进一步提升了该跟踪系统对场地的适用性。

具体实施中，减速机121的选用可以有多种实施方案，例如，由于蜗轮蜗杆减速机具备优异的自锁性能，因而所述减速机121可以为蜗轮蜗杆减速机。实施中，蜗轮蜗杆作为一级减速部件，可以通过连接杆或驱动部件300获取动力同时通过二级减速部件(轮盘122、齿盘123)扭转主轴111。

具体实施中，驱动部件300的选用可以有多种实施方案。例如，由于电源安装方便，因而所述驱动部件300可以为电机。进一步的，所述电机可以为功率是0.09KW的电机。0.09KW的电机可以在功耗较低情况下驱动多个跟踪装置的主轴111。如光伏太阳跟踪系统具有较多的跟踪装置时，则可以适当提升电机的功率。以上功率的电机仅为示例，不作为对该电机的限定。

具体实施中，电池板固定部件110的选用可以包括多种实施方案，例如，图2所示，所述电池板固定部件110可以包括设置于底部的主轴111，与主轴111在同一水平面上垂直设置的多条固定梁，固定梁用于承托太阳能电池板，固定梁的两端设置有抱箍及压块，在将太阳能电池板放置于固定梁后，可以通过抱箍及压块对太阳能电池板进行固定连接。

综上所述，本实用新型提供的光伏太阳跟踪系统，由多个光伏太阳跟踪装置100、驱动部件300及连接部件200构成，光伏太阳跟踪装置100的电池板固定部件110底部设置有主轴111，主轴111可在立柱130的轴承131内旋转移动，传动部件120则可以移动主轴111旋转，各光伏太阳跟踪装置100的传动部件120通过连接部件200连接且可传输动力；驱动部件300设置于多个光伏太阳跟踪装置100中的一个，可向传动部件120输出动力。该光伏太阳跟踪系统具有多个光伏太阳跟踪装置100，只需在其中一个设置驱动部件300，通过连接部件200将动力传输至其余光伏太阳跟踪装置100，从而实现了光伏系统整体的太阳光入射角度的跟踪，在简化驱动结构的同时大幅度的降低了生产及维护成本。此外，当大风工况下，光伏太阳跟踪装置100还可进行避风动作，即将组件放平，使组件仅受负风吸力，减轻该系统对基础的依赖。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

光伏太阳跟踪系统论文和设计

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主设计要求

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